量子盘算推算机赛说念里twitter 裸舞，挤满了巨头和初创公司。由于量子盘算推算机不错奉行责任负载，贬责现阶段即使是最巨大的盘算推算机王人无法贬责的问题，因此在内行范围内，量子盘算推算市集正高速增长，数十亿好意思元流入这个领域。

由于这项技巧尚处于早期阶段，量子盘算推算带来的收入仍然比开销少许多倍，何况确凿的量子盘算推算机何时出现仍然存在争议。构建量子盘算推算机靠近许多艰辛，其中一个重要身分是「量子纠错」。

量子比特是量子盘算推算的基本运算单位，即量子系统的构成部分，它对温度波动、电磁放射和振动等一系列外界滋扰王人极端明锐。而量子纠错看成保护量子比特不受作假影响的一系列技巧，关于确保量子盘算推算的准确性至关紧迫。

位于加州圣巴巴拉的谷歌量子东说念主工智能实验室的护士东说念主员示意，他们照旧贬责了量子系统纠错的一个重要挑战，这是科学家们三十年来一直试图破解的问题。在一个系统中使用的量子比特越多，作假就会越多，而量子盘算推算的发展需要欢娱的另一个必要要求是系统彭胀的才气，但作假与量子比特数目成正比无疑对系统的彭胀形成了窒碍。

谷歌实验室的护士科学家 Michael Newman 示意，纠错需要将许多物理量子比特齐集到一齐，让它们协同责任，从而形成一个逻辑量子比特以已毕量子纠错。

Newman 在一次视频采访中告诉记者和分析师："咱们但愿，跟着这些量子比特的商量越来越大，纠错的次数越来越多，已毕量子比特越来越准确。问题是，跟着量子比特的商量变得越来越大，也会有更多的作假出现，是以咱们需要富余好的修复，这么当咱们把商量作念大时，纠错才不错克服这些稀奇作假。"

20 世纪 90 年代，「量子纠错阈值」见解被提议，其思法是若是量子比特富余好，那么跟着系统变得更大，这些物理量子比特组也不错变大，何况不会出现稀奇作假。谷歌示意，这是一个三十年的计算，直到咫尺还莫得已毕。

本周在《当然》杂志上，谷歌先容了最新的量子芯片Willow，其前身是谷歌旗下的 Sycamore 量子处理器。在使用 72 量子比特和 105 量子比特的 Willow 处理器实验中，谷歌的护士东说念主员测试了越来越大的物理量子位阵列，即逻辑量子比特，这些阵列大小从 3 × 3、5 × 5 到 7 × 7 不等，每次逻辑量子位的尺寸加多，王人能已毕作假率「不增反降」。

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Newman 称："每次咱们加多逻辑量子比特，未必进行各别化分组，从 3 × 3、5 × 5 再到 7 × 7 的物理量子位阵列，作假率王人莫得飞腾，何况它本体上一直不才降。咱们每一次加多尺寸，王人会使作假率下落两倍。"

谷歌的量子硬件把握 Julian Kelly 称纠错是"量子盘算推算机的终极游戏"，并补充到："要明确的是，若是你莫得低于阈值，那么进行量子纠错真的莫得酷好，低于阈值是使这项技巧成为本质的重要身分。"

在《当然》的护士论文中，护士东说念主员写说念："诚然许多平台照旧展示了量子纠错的不同特征，但莫得一个量子处理器明确显露出低于阈值的性能。"他们补充说，量子盘算推算容错需要的不仅是原始性能，还需要跟着时期的推移保执镇定性，排斥诸如裸露之类的作假开头，并提高传统处理器的性能。而超导量子比特的操作时期从几十纳秒到几百纳秒不等，这在速率上提供了上风，但也对快速准确地解码作假提议了挑战。

Kelly 在发布会上称，Willow 纠错才气提高的重要是芯片中改动的量子比特，她说：" Willow 集成了 Sycamore 的总计优点，在此基础上有了更好且更多的量子比特。"

在《当然》杂志的论文中，护士东说念主员指出了 Willow 带来的提高，如 T1（忖度量子比特保执激勉态的时期）和 T2 的改动，他们将其归因于更好的制造技巧、比率工程和电路参数优化。护士东说念主员还庄重到 Willow 在解码方面的改动，其使用了两种离线高精度解码器。

Kelly 补充说，此前的 Sycamore 是在加州大学圣巴巴拉分校的一间分享洁净室里研发的，而建造我方的实验室为谷歌的护士东说念主员提供了更多的器具和更强的才气，Willow 等于在谷歌我方的实验室里研发的，实验室内重新设想的里面电路有助于改善 T1 和比率工程。

除了纠错功能，谷歌护士东说念主员还使用随即电路采样（RCS）基准测试了 Willow 的性能， RCS 是现时量子盘算推算机不错完成的最难的基准测试。谷歌量子实验室首创东说念主兼认真东说念主 Hartmut Neven 在通知推出这款芯一会儿说，通过基准测试不错笃定量子系统是否在作念佛典盘算推算机作念不到的事情。

2019 年，通过 RCS 基准测试显露，最快的传统盘算推算机也需要一万年才能完成 Sycamore 所能完成的责任。而 Willow 出现后，其在五分钟内完成的盘算推算将需要橡树岭国度实验室中领有 1.68exaflops 性能的超等盘算推算机花费 10 ² ⁵年才能完成。

Kelly 称：" Willow 性能跃升的重要不仅在于基于 Sycamore 进行改动，更紧迫的是它的责任集成了总计部件。量子比特自身的质料必须富余好，纠错才能运行，而咱们的纠错演示标明，在集成系统层面，一切王人能同期责任。从量子比特数目、T1 到双量子比特作假率，一切王人在同期起作用，而互助恰是这项挑战永久以来难以攻克的原因之一。"

Neven 称：" 芯片的总计组件，如单量子比特门和双量子比特门、复位比特和读出比特，王人必须同期尽心设想和集成。若是任何组件过期或两个组件不成很好地协同责任，王人会负担系统举座性能。因此，从芯片架构和制造到栅极斥地和校准，最大死心地提高系统性结合于咱们过程的方方面面。Willow 的冲突是对量子盘算推算系统的举座评估，而不局限于评估一个身分。"

实验室主任兼首席运营官 Charina Chou 在发布会上说，诚然迄今为止的量子发现令东说念主振作，但这些斥逐照旧不错用传统盘算推算机来完成。因此，咱们靠近的下一个挑战是：量子盘算推算能否展现出透彻颠覆传统盘算推算机的性能？还莫得东说念主在中型量子盘算推算（NISQ，指有 50-100 量子比特的领域）时期展示过这么的斥逐。

这是包括亚马逊、微软、IBM 和稠密初创公司在内的其他厂商也在追求的计算，谷歌但愿 Willow 是已毕这一计算的「重要一跃」。

本文由雷峰网编译自：https://www.nextplatform.com/2024/12/09/google-claims-quantum-error-correction-milestone-with-willow-chip/twitter 裸舞